以 Perfluorocyclobutane (PFCB) 為官能基的電洞傳遞層材料

Jen et al 發表了一系列的以 aromatic trifluorovinyl ether 為交聯官能基的電洞 傳遞層材料^11-18，aromatic trifluorovinyl ether 能進行熱交聯反應(Scheme 1)¹⁹，形 成 Perfluorocyclobutane (PFCB)高分子量的高分子，具有高玻璃轉移溫度，高熱 穩度性，極佳透光性(即非結晶物質特性，amophous)的材料。除此之外，不需加 入起始劑，也不會產生副產物。由於PFCB 的高分子有良好的熱和機械性質，所 以aromatic trifluorovinyl ether 可當作電洞傳遞層材料的交聯官能基。化合物單體 32-35 包含了 bis-trifluorovinyl phenyl ether 當作交聯官能基，以三芳香基胺或 TPD

29 30

31

當作電洞傳遞材料，中心為矽原子連接交聯官能基和電洞傳遞材料。由化合物單 體32-35 在氮氣條件下，加熱至 225^oC 一個小時(Scheme 2)^11,12，反應形成不可溶 解的高分子36-39。這些高分子在循環伏安計量儀 ( Cyclic Voltammetry，CV )的 測量下，發現可進行可逆氧化還原的電化學反應，和小分子的 triphenylamine (TPA)或 TPD 相似。高分子 36-39 的 HOMO 能階，在於-5.17 eV，-5.18 eV，-5.31eV，

-5.32 eV，和 ITO 的功函數(一般約在-5.0eV)相近。

使用高分子 39 當作電洞傳遞層製作出來的元件，可以製成一個高效率的 藍，綠，和發紅光的有機發光二極體。展現出來高分子39 是一個以三芳香基胺 為基礎和PFCB 所形成良好的高分子電洞傳遞層材料¹²。Fluorene 為基礎的綠光 材料，poly[9,9-dihexyl-fluorene]-co-(benzothiadiazole)-co-(2,5-dioctyloxy)phenylene

， 以 鈣 金 屬 為 陰 極 ， 元 件 的 最 大 發 光 效 率(maximum luminous efficiency)為 32

33 34 35

36 37 38 39

18cd/A¹²。另一方面，只以 PEDOT:PSS 當作電洞傳遞層材料，元件的最大發光 效率只有4.7cd/A。代表高分子 39 有良好的電洞注入能力和電子阻擋能力。此外，

使 用 高 分 子 39 當作電洞傳遞層和真空蒸鍍 2,2’ ,2’’-(1,3,5-benzenetriyl)tris [1-phenyl-1H-benzimidazole] (TPBI) 為電子傳遞層和電洞阻擋層材料，以發紅光 Ir 錯合物混掺在雙極性(bipolar)共軛高分子(PFO–TPA–OXD)¹⁴，最大的外部量子 效率為7.9%。

此外小分子的交聯電洞傳遞層材料，以 TPD 為基礎和 trifluorovinyl phenyl ether 所形成的高分子電洞傳遞層材料，40 和 41(Scheme 3)^15-17，可由聚合比例控 -5.7eV(Scheme 4)¹⁶，以酯基連接三個trifluorovinyl phenyl ether。因為 42 的 HOMO 能階為-5.7 eV， LUMO 能階為 -2.3 eV，可以和上述的材料作為雙層電洞傳遞 層材料，以利於電洞注入和傳導和並將激子侷限在發光層中的功用。適合用於發 藍光材料，因為HOMO 能階相似於大約在-6.0eV。例如，以電洞傳遞層材料 40 和 42 作 雙 層 電 洞 傳 遞 層 結 構 搭 配 發 藍 光 的 bis(40,60-difluorophenylpyridinato)-tetrakis pyrazolyl)borate (FIr6) 混 掺 在 poly(N-vinylcarbozle) (PVK) 中 。 元 件 的 結 構 為 ITO/40/42/10% FIr6 in PVK/TPBI/CsF/Al，最大的外部量子效率為 3%，最大發光效率為 6.09cd/A，然 而只以 40 作為單層的電洞傳遞層結構，最大的外部量子效率為 1.24%，最大發 光效率為2.39cd/A。

40 41

42

43

Kim et al.發展出以以 PFCB 為基礎的電洞傳遞層材料 43(Scheme 5)²⁰，並在 氮氣的條件下230^oC，2 小時，可以形成高交聯程度、平整的薄膜。循環伏安計 量儀 ( Cyclic Voltammetry，CV )的測量下，HOMO 能階相似於大約在-5.06eV。

Fluorene 當作發光層，43 當作電洞傳遞層，比以 PEDOT:PSS 當作電洞傳遞層，

元件的表現比有比較好的發光效率²⁰。